• 제목/요약/키워드: Zirconia film

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전착법에 의한 음극지지형 SOFC 전해질막 제조 (Preparation of Electrolyte Film for Solid Oxide Fuel Cells by Electrophoretic Deposition)

  • 김상우;이병호;손용배;송휴섭
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.23-29
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    • 1999
  • 전착법(EPD)에 의한 음극지지형 SOFC 단전지용 전해질 제조를 위하여 NiO-YSZ 다공성 기판 위에 극성이 서로 다른 전착용액을 사용하여 안정화 지르코니아 균일막 형성을 위한 전착조건과 막특성을 조사하였다. 알콜계 용액과는 달리 수계 용액에서 정전류, 0.138mA/$\textrm{cm}^2$이상에서 전극반응으로 생성한 기포에 의한 막결함이 생성하였으며 막무게 증가율이 감소하였다. 균일막 형성은 알콜계 용액에서 전극반응없이 안정한 전압특성을 보이는 정전류 0.035 mA/$\textrm{cm}^2$를 10초간 인가하였을 때 얻어졌다.

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PLD 공정으로 제조된 LSM-YSZ 나노복합체층이 포함된 경사구조 박막 공기극을 적용한 SOFC의 성능 분석 (Performance of Solid Oxide Fuel Cell with Gradient-structured Thin-film Cathode Composed of Pulsed-laser-deposited Lanthanum Strontium Manganite-Yttria-stabilized Zirconia Composite)

  • 명두환;홍종일;황재연;이종호;이해원;김병국;조성걸;손지원
    • 한국세라믹학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.487-492
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    • 2011
  • The effect of the application of lanthanum strontrium manganite and yttria-stabilized zirconia (LSM-YSZ) nano-composite fabricated by pulsed laser deposition (PLD) as a cathode of solid oxide fuel cell (SOFC) is studied. A gradient-structure thin-film cathode composed of 1 micron-thick LSM-YSZ deposited at an ambient pressure ($P_{amb}$) of 200 mTorr; 2 micron-thick LSM-YSZ deposited at a $P_{amb}$ of 300 mTorr; and 2 micron-thick lanthanum strontium cobaltite (LSC) current collecting layer was fabricated on an anode-supported SOFC with an ~8 micron-thick YSZ electrolyte. In comparison with a 1 micron-thick nano-structure single-phase LSM cathode fabricated by PLD, it was obviously effective to increase triple phase boundaries (TPB) over the whole thickness of the cathode layer by employing the composite and increasing the physical thickness of the cathode. Both polarization and ohmic resistances of the cell were significantly reduced and the power output of the cell was improved by a factor of 1.6.

전력용 고온초전도 금속테이프 제작을 위한 첨단 레이저공정 개발 (Development of advanced laser processing for the fabrication of HTS metallic tapes for power applications)

  • 이상렬
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.688-691
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    • 1997
  • Good quality superconducting $YBa_2Cu_30_{7-{\delta}}$(YBCO) thin films were grown on Hastelloy (Ni-Cr-Mo alloys) with yttria-stabilized zirconia(YSZ) buffer layers by in situ pulsed laser deposition in a multi-target processing chamber. Generally, Hastelloy exhibits excellent resistance to corrosion, fatigue, thermal shock, impact, and erosion. However, it is difficult to make films on flexible metallic substrates due to interdiffusion problems between metallic substrates and superconducting overlayers. To overcome this difficulty, it is necessary to use YSZ buffer layer since it will not only limit the interdiffusion process but also minimize the surface microcrack formation due to smaller mismatch between the film and the substrate. In order to enhance the crystallinity of YBCO films on metallic substrates, YSZ buffer layers were grown at various temperatures different from the deposition temperature of YBCO films. On YSZ buffer layer grown at higher temperature than that for depositing YBCO film, the YBCO thin film was found to be textured with c-axis orientation by x-ray diffraction and had a zero-resistance critical temperature of about 85K.

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PECVD에 의한 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia)박막 제조 (Synthesis of YSZ Thin Films by PECVD)

  • 김기동;신동근;조영아;전진석;최동수;박종진
    • 한국재료학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.234-239
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    • 1999
  • PECVD(Plasma enhanced chemical vapor deposition)을 이용하여 yttria-stabilized zirconia(YSZ) 박막을 제조하였다. 반응물질로 금속유기화합물을 $Zr[TMHD]_4$$Y[TMHD]_3$그리고 산소를 사용하였으며, 증착온도는 $425^{\circ}C$, rf power는 0~100W까지 적용하였다. YSZ 박막은 (200)면이 기판에 평행한 입벙정상 구조를 가졌으며, 1시간 내에 $1\mu\textrm{m}$ 두께를 형성하였다. EDX에 의한 막의 성분분석 결과로부터 환산된 박막내의 $Y_2O_3$의 함량은 0-36%의 범위였다. 버블러의 온도 및 운반기체의 유량이 증가함에 따라 박막의 두께 역시 비례하여 증가하였는데, 이는 precursor의 flux 증가로 인한 박막내의 $Y_2O_3$의 함량증가에 의한 것이었다. Zr 및 Y, O는 박막의 두께에 따라 일정한 조성비를 나타내었다. 운반기체를 Ar로 하였을 때 $1000\AA$이하의 크기를 갖는 YSZ 입자들이 column 모양으로 기판에 수직하게 성장하였으며, 운반기체가 He인 경우에도 column 모양으로 성장하였으며 입도가 $1000~2000\AA$으로 Ar의 경우보다 조대해졌다. XRD 분석결과 $Y_2O_3$의 함량이 증가함에 따라 YSZ의 격자상수 값이 약간씩 증가하였다. 이는 박막 전반에 걸쳐 형성된 균열에 의해 격자변형으로 인해 발생한 응력을 완화시켰지 때문이다.

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열처리 온도에 따른 8YSZ 후막의 미세구조 (Heat Treatment Effect on the Microstructure of 8YSZ Thick Film)

  • 한상훈;노효섭;나동명;김광호;이운영;박진성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.106-109
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    • 2011
  • In order to fabricate 8YSZ thick film by silk screen printing, YSZ(yttria-stabilized zirconia) commercial powder was used as starting materials. Paste for screen printing was made by mixing 8YSZ powder and organic vehicles. 8YSZ thick film was formed on $Al_2O_3$ substrate. The crystal structure, and microstructure were investigated. Grain size of 8YSZ was increased with increasing calcination temperature and rapid grain growth was shown after calcination at $1300^{\circ}C$. Microstructure showed the mixture of large and small grain size after $1400^{\circ}C$ sintering. Shrinkage rate of 8YSZ thick film sintered at $1400^{\circ}C$ was more than 40%.

기판 효과에 따른 저 자장 영역에서의 자기저항 효과에 관한 연구 (The Low-field Tunnel-type Magnetoresistance Characteristics of Thin Films Deposited on Different Substrate)

  • 이희민;심인보;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.41-45
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    • 2002
  • 졸-겔법으로 제조된 La/sub 0.7/Pb/sub 0.3/MnO₃(LPM)박막의 기판 효과에 따른 저 자장 영역에서의 터널형 자기저항 효과에 대하여 연구하였다. 다결정 LPMO 박막은 SiO₂/Si(100) 기판과 그 위에 확산 방지막(diffusion barrier)으로 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zirconia, YSZ) 중간층을 도입한 기판에 증착하였으며, 반면에 c-축 방향 성장을 갖는 박막의 경우 LaA1O₃(001) (LAO) 단결정 기판을 사용하였다. LPMO/LAO 박막에서의 rocking curve 측정 결과 full width half maximum (FWHM) 값은 0.32°값을 가짐을 알 수 있었다. 상온(300 K)에서 측정한 자기저항비(MR ratio) 값은 500 Oe리 외부자장을 인가시 LPMO/SiO₂/Si 박막의 경우 0.52%, LPMO/YSZ/SiO₂/Si 박막인 경우는 0.68% 그리고, LPMO/LAO의 경우에는 0.4%에도 미치지 못하는 값을 가졌다. 이때 MR최대값을 나타내는 peaks는 자기이력 곡선의 보자력 부근에서 나타남으로 그 두 결과가 잘 일치함을 보여 주고 있다. 이러한 저 자장 영역에서의 자기저항 값의 타이는 박막 시료의 기판 효과에 의한 grain boundary특성의 차이로부터 기인된다.

Electrochemical Promotion of Pt Catalyst for The Oxidation of Carbon Monoxide

  • Shin, Seock-Jae;Kang, An-Soo
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.187-195
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    • 2000
  • Electrochemical promotion of the reaction rate was investigated for CO oxidation in a solid electrolyte catalytic reactor where a thin film of Pt was deposited on the yttria stabilized zirconia as an electrode as well as a catalyst. It was shown under open circuit condition that potential was a mixed potential of $O_2$exchange reaction and electrochemical reaction induced by CO. The effect of electrochemical modification on the CO oxidation rate was studied at various overpotentials and $P_{CO}$$P_{O2}$.

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전착법과 담금법에 의한 음극지지형 SOFC 지르코니아 전해질막 제조 (Preparation of Electrolyte Thin Film for Anode Support Type Solid Oxide Fuel Cells by Electrophoretic Deposition and Dip-Coating)

  • 김상우;이병호;손용배;송휴섭
    • 한국세라믹학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.791-798
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    • 1999
  • 다공성 NiO-YSZ 기판위에 전착법(EPD; Electrophoretic Deposition)법과 담금(Dip-coating)법에 의해 음극지지형 고체연료전지용 이트리아 안정화 지르코니아 박막 제조법을 연구하였다. 이를 위해 슬러리 농도 및 시간에 따른 박막의 무게, 박막의 결함 및 미세구조변화에 영향을 주는 제조조건들을 살펴 봄으로써 전착법과 담금법의 차이를 보았다. 담금법에서는 막생성 초기인 30초까지 막의 무게가 증가하지만 그 후에는 탈락이 일어나 시간을 증가하여도 막의 무게가 오히려 감소하였다. 전착법에서는 임계 인가전류 이상에서 시간에 따라 막의 무게가 증가하고 균일하고 치밀한 막이 형성하였다 전장이 매우 낮은 0.035 mA/$cm^2$ 의 정전류를 120초 이상 장시간 인가하면 막의 흘러내림(sagging)으로 인한 결함이 발생하였다. 전착법에 의해 균일하고도 치밀하게 가스 누출성이 없는 음극지지형 고체산화물 연료전지에 적합한 전해질 박막을 제조할 수 있었다.

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복합 박막 증착 공정을 이용한 중저온 고체산화물 연료전지용 전해질 증착 (Deposition of Electrolyte for Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cells by Combined Thin Film Deposition Techniques)

  • 하승범;지상훈;와카스 하산 탄비르;이윤호;차석원
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.84.1-84.1
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    • 2011
  • Typical solid oxide fuel cells (SOFCs) have limited applications because they operate at high temperature due to low ionic conductivity of electrolyte. Thin film solid oxide fuel cell with yttria stabilized zirconia (YSZ) electrolyte is developed to decrease operating temperature. Pt/YSZ/Pt thin film SOFC was fabricated on anodic aluminum oxide (AAO). The crystalline structure of YSZ electrolyte by sputter is heavily depends on the roughness of porous Pt layer, which results in pinholes. To deposit YSZ electrolyte without pinholes and electrical shortage, it is necessary to deposit smoother and denser layer between Pt anode layer and YSZ layer by sputter. Atomic Layer Deposition (ALD) technique is used to deposit pre-YSZ layer, and it improved electrolyte quality. 300nm thick Bi-layered YSZ electrolyte was successfully deposited without electrical shortage.

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The characteristics of Organic Thin Film Transistors with high-k dielectrics

  • Kim, Chang-Su;Kim, Woo-Jin;Jo, Sung-Jin;Baik, Hong-Koo
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2005년도 International Meeting on Information Displayvol.II
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    • pp.1288-1290
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    • 2005
  • We report on the structural and electrical properties of amorphous Yttria-stabilized zirconia (YSZ) thin films which are the potential high-k gate dielectric material of organic thin film transistor (OTFT). To investigate the influence of the oxygen flow rate on the structural and electrical properties of the YSZ films, XRD, XPS, J-E, I-V were carried out in this work. Oxygen vacancies are expected to be the most predominant type of defect in metal-oxide dielectrics. The leakage current density decreased mainly because of the reduction of oxygen vacancies with increasing oxygen flow rate.

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